RU96541U1 - DEVICE FOR OPERATING HYBRID POWER PLANT WITH STARTER-GENERATOR DEVICE - Google Patents
DEVICE FOR OPERATING HYBRID POWER PLANT WITH STARTER-GENERATOR DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU96541U1 RU96541U1 RU2009143750/22U RU2009143750U RU96541U1 RU 96541 U1 RU96541 U1 RU 96541U1 RU 2009143750/22 U RU2009143750/22 U RU 2009143750/22U RU 2009143750 U RU2009143750 U RU 2009143750U RU 96541 U1 RU96541 U1 RU 96541U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- sensor
- vehicle
- electric machine
- unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
1. Устройство для управления работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством транспортного средства, содержащего двигатель (1) внутреннего сгорания, коробку передач (2), карданный вал (3), ведущие колеса (4), первичный вал (5) коробки передач (2), сцепление (6), выходной вал (7) двигателя (1), электрическую машину (8), коленчатый вал (9) двигателя (1), маховик (10), блок (11) аккумуляторных батарей электрической бортовой системы питания транспортного средства, причем коробка передач (2) передает посредством карданного вала (3) приводное усилие на ведущие колеса (4) транспортного средства, первичный вал (5) коробки передач (2) имеет возможность передачи через сцепление (6) приводного усилия с выходного вала (7) двигателя (1) на вал карданный (3), электрическая машина (8) имеет возможность в режиме электродвигателя стартера передачи собственного приводного усилия на выходной вал (7), сблокированный с коленчатым валом (9) и с маховиком (10) двигателя (1), и в режиме генератора производить подпитку блока (11) аккумуляторных батарей, и содержащего также электронный блок (12) управления работой двигателем (1), блок-преобразователь (13) тока питания, электрические кабели (14), (15), управляющий контроллер (16), причем ток питания блока-преобразователя (13) поступает по кабелям (14) и (15) от электромашины (8) в блок (11) и наоборот - в зависимости от сигнала управляющего контроллера (16), и содержащего датчик (17) электронного блока (12) управления работой двигателя (1), датчик (18) степени зарядки блока (11) аккумуляторных батарей, датчик (19) режима работы электромашины (8), датчик (20) режима работы преобразователя (13), датчик (21) положения ключа зажигания (22), датч 1. Device for controlling the operation of a hybrid power plant with a starter-generator device of a vehicle containing an internal combustion engine (1), gearbox (2), driveshaft (3), drive wheels (4), gearbox input shaft (5) (2), clutch (6), output shaft (7) of the engine (1), electric machine (8), crankshaft (9) of the engine (1), flywheel (10), battery block (11) of the electric power supply system a vehicle, the gearbox (2) transmitting via a driveshaft (3) a drive the force on the drive wheels (4) of the vehicle, the input shaft (5) of the gearbox (2) is capable of transmitting through the clutch (6) the drive force from the output shaft (7) of the engine (1) to the driveshaft (3), an electric machine ( 8) it is possible in the mode of the electric motor of the starter to transmit its own drive force to the output shaft (7), interlocked with the crankshaft (9) and with the flywheel (10) of the engine (1), and in the generator mode to recharge the battery block (11), and also containing an electronic control unit (12) the motor (1), the power converter unit (13), electric cables (14), (15), the control controller (16), and the power supply to the converter unit (13) is supplied via cables (14) and (15) from electric machines (8) to the unit (11) and vice versa - depending on the signal of the control controller (16), and the electronic unit (12) for controlling the operation of the engine (1), the sensor (18) for the degree of charge of the unit (11) containing the sensor (17) batteries, the sensor (19) of the operating mode of the electric machine (8), the sensor (20) of the operating mode of the converter (13), the sensor (21) of the position of the ignition key (22), the sensor
Description
Изобретение относится к устройству привода транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, а именно - к гибридным силовым установкам транспортных средств и может быть применено в машиностроении.The invention relates to a device for driving a vehicle with an internal combustion engine, namely, to hybrid power plants of vehicles and can be used in mechanical engineering.
Гибридная силовая установка транспортного средства имеет электропитание от постоянного тока блока аккумуляторных батарей, преобразователь, управляющий контроллер и двигатель внутреннего сгорания, запускаемый электрической машиной (электромашиной) в дополнение к двигателю внутреннего сгорания, то есть гибридная силовая установка со стартер-генераторным устройством имеет возможность осуществления привода не только от двигателя внутреннего сгорания, но и от электромашины как в процессе запуска двигателя, так и при движении транспортного средства.The hybrid propulsion system of a vehicle has a DC power supply of a battery pack, a converter, a control controller and an internal combustion engine that is started by an electric machine (electric machine) in addition to an internal combustion engine, that is, a hybrid power plant with a starter-generator device has the ability to drive not only from an internal combustion engine, but also from an electric machine both in the process of starting the engine and when driving nogo funds.
Известная гибридная силовая установка транспортного средства со стартер-генераторным устройством имеет двигатель внутреннего сгорания, блок планетарной передачи, включающий водило и зубчатый венец, соединенные, соответственно, с коленчатым валом двигателя и приводным валом, первый электродвигатель, соединенный с солнечной шестерней блока планетарной передачи, второй электродвигатель, соединенный с приводным валом и аккумуляторную батарею, способную передавать электрическую энергию в первый электродвигатель и от него во второй электродвигатель и от него (см., например, Бюллетень выложенных патентов Японии №11-93727). В этой гибридной установке первый электродвигатель приводят в действие и управляют им для регулирования оборотов двигателя внутреннего сгорания. Устройство отличается сложностью конструкции, оно учитывает ограниченное количество параметров транспортного средства и по этой причине недостаточно эффективно.The known hybrid propulsion system of a vehicle with a starter-generator device has an internal combustion engine, a planetary gear unit including a carrier and a gear ring, respectively connected to an engine crankshaft and a drive shaft, a first electric motor connected to a sun gear of a planetary gear unit, a second an electric motor connected to the drive shaft and a battery capable of transmitting electrical energy to and from the first electric motor in the second electric trodvigatel and away (see., e.g., Japanese Patent Laid-Open Gazette №11-93727). In this hybrid installation, the first electric motor is driven and controlled to control the speed of the internal combustion engine. The device is complex in design, it takes into account a limited number of vehicle parameters, and for this reason is not efficient enough.
Известен более близкий аналог настоящего изобретения в виде устройства управления приводом транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания (Патент РФ на изобретение №2221161 С2, 10.01.2004 г.). В соответствии с данным известным устройством силовой агрегат для транспортных средств, имеющий двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и основную коробку передач, которая передает приводное усилие на ведущее колеса транспортного средства, первичный вал, которой имеет возможность кинематического соединения с выходным валом ДВС, а также имеющий электрическую машину, которая имеет возможность кинематического соединения через промежуточную коробку передач с основной коробкой передач и имеет возможность переключения на работу в режиме электродвигателя стартера для пуска ДВС и на работу в режиме генератора для питания электрической бортовой сети транспортного средства. При этом выходной вал ДВС и первичный вал основной коробки передач, а также электрическая машина через промежуточную коробку передач имеют возможность кинематического соединения друг с другом и с маховой массой с помощью по меньшей мере одной управляемой муфты.A closer analogue of the present invention is known in the form of a vehicle drive control device with an internal combustion engine (RF Patent for the invention No. 2221161 C2, 01/10/2004). In accordance with this known device, a power unit for vehicles having an internal combustion engine (ICE) and a main gearbox that transfers drive force to a drive wheel of a vehicle, a primary shaft, which can be kinematically connected to an output shaft of an internal combustion engine, and also having an electric machine that has the ability to kinematically connect through an intermediate gearbox to the main gearbox and has the ability to switch to electronic mode a starter motor to start the internal combustion engine and to work in generator mode to power the vehicle's electrical on-board network. In this case, the output shaft of the internal combustion engine and the primary shaft of the main gearbox, as well as the electric machine through the intermediate gearbox, are able to kinematically connect to each other and to the fly mass using at least one controlled clutch.
Дополнительно в данном силовом агрегате электрическая машина через ступенчатую промежуточную коробку передач кинематически связана с первичным валом основной коробки передач и предусмотрен электронный блок управления, который выполнен с возможностью управления по меньшей мере любой одной муфтой, а также электрической машиной на основании информации о частоте вращения вала двигателя, частоте вращения колес и требуемом режиме работы основной коробки передач.Additionally, in this power unit, an electric machine is kinematically connected via a step-type intermediate gearbox to the input shaft of the main gearbox and an electronic control unit is provided that is capable of controlling at least one clutch as well as an electric machine based on information about the engine shaft speed , wheel speed and the required mode of operation of the main gearbox.
Наряду с реализацией функций по управлению гибридной силовой установкой по указанным параметрам основными недостатками известного устройства являются недостаточность учитываемых электронным блоком параметров, сложность конструкции, большое количество агрегатов, повышенные вес, габариты, недостаточная надежность работы.Along with the implementation of the hybrid power plant control functions according to the specified parameters, the main disadvantages of the known device are the insufficient parameters taken into account by the electronic unit, the design complexity, a large number of units, increased weight, dimensions, and insufficient reliability.
Известно также устройство для управления работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством (Патент РФ на изобретение №2334624 С2, 07.09.2008 г.). В соответствии с этим устройством, принятым за прототип настоящего изобретения управление работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством транспортного средства, содержащего двигатель внутреннего сгорания, коробку передач, которая передает посредством карданного вала приводное усилие на ведущие колеса транспортного средства и первичный вал которой имеет возможность передачи через сцепление приводного усилия с выходного вала двигателя на карданный вал, а также содержащего электрическую машину, которая имеет возможность в режиме электродвигателя стартера передачи собственного приводного усилия на выходной вал, сблокированный с коленчатым валом и с маховиком двигателя, а в режиме генератора производить подпитку блока аккумуляторных батарей электрической бортовой системы питания транспортного средства, и содержащего электронный блок управления работой двигателем, блок-преобразователь тока питания, поступающего по кабелям от электромашины в блок аккумуляторных батарей и, наоборот - в зависимости от сигнала управляющего контроллера по алгоритму работы, учитывающему поступление данных от датчика электронного блока управления работой двигателя, датчика степени зарядки блока аккумуляторных батарей, датчика режима работы электромашины, датчика режима работы преобразователя, датчика положения ключа зажигания, датчика положения рычага переключения коробки передач, датчика положения педали акселератора, датчика положения педали тормоза, датчика устройства измерения скорости транспортного средства.A device is also known for controlling the operation of a hybrid power plant with a starter-generator device (RF Patent for the invention No. 2334624 C2, September 7, 2008). In accordance with this device, adopted as a prototype of the present invention, controlling the operation of a hybrid power plant with a starter-generator device of a vehicle containing an internal combustion engine, a gearbox that transfers a drive force to the drive wheels of the vehicle and the input shaft of which has the ability to transmission through the clutch of the drive force from the output shaft of the engine to the driveshaft, as well as containing an electric machine that has there is the possibility in the mode of the electric motor of the starter to transmit its own drive force to the output shaft, interlocked with the crankshaft and with the engine flywheel, and in the generator mode to recharge the battery pack of the vehicle’s electrical onboard power supply system and containing the electronic engine control unit, a converter supply current supplied through cables from the electric machine to the battery pack and vice versa - depending on the signal of the control controller by a the operating algorithm, taking into account the flow of data from the sensor of the electronic engine control unit, the battery charge state sensor, the electric machine operating mode sensor, the converter operating mode sensor, the ignition key position sensor, the gear lever position sensor, the accelerator pedal position sensor, the position sensor brake pedal, vehicle speed sensor device.
Вместе с тем, известный прототип также имеет недостатки, заключающиеся в сложности конструкции, в частности в наличии двух электромашин и двух преобразователей, в недостаточном количестве учитываемых в электронном блоке управления (управляющем контроллере) параметров. Эти недостатки в условиях эксплуатации ведут к недостаточному качеству управления работой гибридной силовой установкой, недостаточной надежности ее работы, большими весом и габаритами устройств.However, the known prototype also has drawbacks in the complexity of the design, in particular in the presence of two electric machines and two converters, in the insufficient number of parameters taken into account in the electronic control unit (control controller). These shortcomings in operating conditions lead to insufficient quality control of the hybrid power plant, insufficient reliability of its operation, large weight and dimensions of the devices.
Целью настоящего изобретения является создание компактного устройства в целом, упрощение схемы управления и, вместе с тем, увеличение учитываемых в схеме управления параметров, что должно позволить увеличить эффективность работы предлагаемого устройства как в части снижения эксплуатационного расхода топлива, так и в части снижения выброса вредных веществ в атмосферу при его применении.The aim of the present invention is to create a compact device as a whole, simplify the control circuit and, at the same time, increase the parameters taken into account in the control circuit, which should allow to increase the efficiency of the proposed device both in terms of reducing operating fuel consumption and in terms of reducing harmful substances into the atmosphere when applied.
Дополнительными целями изобретения являются повышение надежности работы, снижение веса и габаритов устройства.Additional objectives of the invention are to increase reliability, reduce weight and dimensions of the device.
Поставленные цели достигаются тем, что в предлагаемом устройстве для управления работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством транспортного средства, содержащего двигатель внутреннего сгорания, коробку передач, карданный вал, ведущие колеса, первичный вал коробки передач, сцепление, выходной вал двигателя, электрическую машину, коленчатый вал двигателя, маховик, блок аккумуляторных батарей электрической бортовой системы питания транспортного средства, причем коробка передач передает посредством карданного вала приводное усилие на ведущие колеса транспортного средства, первичный вал коробки передач имеет возможность передачи через сцепление приводного усилия с выходного вала двигателя на вал карданный, электрическая машина имеет возможность в режиме электродвигателя стартера передачи собственного приводного усилия на выходной вал, сблокированный с коленчатым валом и с маховиком двигателя, и в режиме генератора производить подпитку блока аккумуляторных батарей, и содержащего также электронный блок управления работой двигателем, блок-преобразователь тока питания, электрические кабели, управляющий контроллер, причем ток питания блока-преобразователя поступает по кабелям от электромашины в блок и, наоборот, - в зависимости от сигнала управляющего контроллера, и содержащего датчик электронного блока управления работой двигателя, датчик степени зарядки блока аккумуляторных батарей, датчик режима работы электромашины, датчик режима работы преобразователя, датчик положения ключа зажигания, датчик положения рычага переключения коробки передач, датчик положения педали акселератора, датчик положения педали тормоза, датчик устройства измерения скорости транспортного средства, каждый из которых сблокирован с управляющим контроллером. Мощность электромашины по величине не превышает 15% от мощности двигателя. Электромашина, сцепление, маховик, измеритель оборотов установлены соосно с коленчатым валом двигателя внутри единого блока, состоящего из торцевой части двигателя и корпуса сцепления. Дополнительно устройство оснащено датчиком температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя, датчиком измерителя оборотов выходного вала двигателя, датчиком режима работы сцепления, которые также сблокированы с управляющим контроллером. Для поступающих в последний от всех датчиков данных установлены пороговые параметры, например, для оборотов двигателя, скорости транспортного средства, температуры охлаждающей жидкости, степени зарядки блока аккумуляторных батарей, положений педалей акселератора, тормоза, сцепления, рычага коробки передач, ключа зажигания, режима работы электронного блока управления двигателем, и по передаваемым данным которыми по задаваемым алгоритмам управляют работой гибридной силовой установкой на следующих режимах: «стоп-старт», «холостой ход», «управление по крутящему моменту», «рекуперация» и «замещение».The goals are achieved in that in the proposed device for controlling the operation of a hybrid power plant with a starter-generator device of a vehicle containing an internal combustion engine, a gearbox, a driveshaft, drive wheels, a transmission primary shaft, a clutch, an engine output shaft, an electric machine , the crankshaft of the engine, the flywheel, the battery pack of the vehicle’s onboard power supply system, the gearbox transmitting by cardan about the shaft, the drive force on the drive wheels of the vehicle, the input shaft of the gearbox is able to transmit the drive force through the clutch from the engine output shaft to the driveshaft, the electric machine is able to transfer its own drive force to the output shaft, blocked with the crankshaft, in the electric motor mode of the starter with the engine flywheel, and in the generator mode, recharge the battery pack, and also containing the electronic engine control unit, a k-converter of the supply current, electric cables, a control controller, and the supply current of the converter unit is supplied via cables from the electric machine to the block and, conversely, depending on the signal of the control controller, and the sensor containing the electronic control unit for engine operation, the degree of charge of the block batteries, sensor of the operating mode of the electric machine, sensor of the operating mode of the converter, sensor of the position of the ignition key, sensor of the position of the gear shift lever, sensor of the pedal position accelerator, brake pedal position sensor, vehicle speed measuring device sensor, each of which is interlocked with a control controller. The power of the electric machine does not exceed 15% of the engine power. The electric machine, clutch, flywheel, speed meter are mounted coaxially with the crankshaft of the engine inside a single unit, consisting of the front of the engine and the clutch housing. Additionally, the device is equipped with a coolant temperature sensor in the engine cooling system, a sensor for measuring the speed of the engine output shaft, and a clutch operation mode sensor, which are also interlocked with the control controller. For incoming data from all sensors, threshold parameters are set, for example, for engine speed, vehicle speed, coolant temperature, degree of charge of the battery pack, accelerator pedal position, brake, clutch, gear lever, ignition key, electronic operating mode engine control unit, and according to the transmitted data which according to the set algorithms control the operation of the hybrid power plant in the following modes: “stop-start”, “idle”, “Torque control”, “recovery” and “displacement”.
Кроме того устройство дополнительно оснащено жидкостной системой охлаждения по байпасной схеме по отношению к системе охлаждения двигателя, в которых циркулирует общая единая охлаждающая жидкость.In addition, the device is additionally equipped with a liquid cooling system according to the bypass circuit with respect to the engine cooling system, in which a common single coolant circulates.
Устройство характеризуется тем, что работа его блокируется при температуре наружного воздуха выше - 10°С.The device is characterized in that its operation is blocked at an outdoor temperature above - 10 ° C.
Устройство дополнительно оснащено датчиком фиксации водителя транспортного средства на сиденье и при отсутствии водителя блокирует работу устройства.The device is additionally equipped with a sensor for fixing the driver of the vehicle on the seat and, in the absence of the driver, blocks the operation of the device.
Наконец, устройство дополнительно оснащено цифровым табло перед рабочим местом водителя, отображающим параметры работы систем устройства.Finally, the device is additionally equipped with a digital display in front of the driver’s workplace, which displays the operating parameters of the device’s systems.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства для управления работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством для транспортного средства, а на фиг.2 отдельно показана конструкция единого компактного блока устройства, в котором размещены электромашина, маховик, сцепление и измеритель оборотов.Figure 1 shows a structural diagram of a device for controlling the operation of a hybrid power plant with a starter-generator device for a vehicle, and figure 2 separately shows the design of a single compact unit of the device, which houses an electric machine, a flywheel, a clutch and a speed meter.
На фиг.1 показано устройство для управления работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством транспортного средства, которое содержит двигатель (1) внутреннего сгорания, коробку передач (2), карданный вал (3), ведущие колеса (4), первичный вал (5) коробки передач (2), сцепление (6), выходной вал (7) двигателя (1), электрическую машину (8), коленчатый вал (9) двигателя (1), маховик (10), блок (11) аккумуляторных батарей электрической бортовой системы питания транспортного средства, причем коробка передач (2) передает посредством карданного вала (3) приводное усилие на ведущие колеса (4) транспортного средства, первичный вал (5) коробки передач (2) имеет возможность передачи через сцепление (6) приводного усилия с выходного вала (7) двигателя (1) на вал карданный (3), электрическая машина (8) имеет возможность в режиме электродвигателя стартера передачи собственного приводного усилия на выходной вал (7), сблокированный с коленчатым валом (9) и с маховиком (10) двигателя (1), и в режиме генератора производить подпитку блока (11) аккумуляторных батарей. Оно содержит также электронный блок (12) управления работой двигателем(1), блок-преобразователь (13) тока питания, электрические кабели (14), (15), управляющий контроллер (16), причем ток питания блока-преобразователя (13) поступает по кабелям (14) и (15) от электромашины (8) в блок (11) и наоборот - в зависимости от сигнала управляющего контроллера (16). Устройство содержит датчик (17) электронного блока (12) управления работой двигателя (1), датчик (18) степени зарядки блока (11) аккумуляторных батарей, датчик (19) режима работы электромашины (8), датчик (20) режима работы преобразователя (13), датчик (21) положения ключа зажигания (22), датчик (23) положения рычага переключения коробки передач (2), датчик (24) положения педали акселератора (25), датчик (26) положения педали тормоза (27), датчик (28) устройства измерения скорости (29) транспортного средства, каждый из которых сблокирован с управляющим контроллером (16). Мощность электромашины (8) по величине не превышает 15% от мощности двигателя (1). Электромашина (8), сцепление (2), маховик (10), измеритель оборотов (33) установлены соосно с коленчатым валом (9) двигателя (1) внутри единого блока (35), состоящего из торцевой части двигателя (1) и корпуса сцепления (6) - см. фиг.2. Дополнительно - см. фиг.1, устройство оснащено датчиком (30) температуры охлаждающей жидкости в системе (31) охлаждения двигателя (1), датчиком (32) измерителя (33) оборотов выходного вала (7) двигателя (1), датчиком (34) режима работы сцепления (6), которые также сблокированы с управляющим контроллером (16), причем для поступающих в последний от всех датчиков данных установлены пороговые параметры, например, для оборотов двигателя, скорости транспортного средства, температуры охлаждающей жидкости, степени зарядки блока (11) аккумуляторных батарей, положений педалей акселератора (25), тормоза (27), сцепления (6), рычага коробки передач (2), ключа зажигания (22), режима работы электронного блока (12) управления двигателем (1), и по передаваемым данным которыми по задаваемым алгоритмам управляют работой гибридной силовой установкой на следующих режимах: «стоп-старт», «холостой ход», «управление по крутящему моменту», «рекуперация» и «замещение».Figure 1 shows a device for controlling the operation of a hybrid power plant with a starter-generator device of a vehicle, which contains an internal combustion engine (1), a gearbox (2), a driveshaft (3), drive wheels (4), a primary shaft ( 5) gearboxes (2), clutch (6), motor output shaft (7) (1), electric machine (8), engine crankshaft (9) (1), flywheel (10), battery block (11) electric vehicle power system, the gearbox (2) transmitting via cardan drive shaft (3) drive force on the drive wheels (4) of the vehicle, the input shaft (5) of the gearbox (2) can transmit the drive force through the clutch (6) from the output shaft (7) of the engine (1) to the driveshaft ( 3), the electric machine (8) has the ability in the mode of the electric motor of the starter to transmit its own drive force to the output shaft (7), interlocked with the crankshaft (9) and with the flywheel (10) of the engine (1), and in the generator mode to make a block (11) rechargeable batteries. It also contains an electronic engine control unit (12) for controlling the operation of the engine (1), a power converter unit (13), electric cables (14), (15), a control controller (16), and the power supply to the converter unit (13) is supplied via cables (14) and (15) from the electric machine (8) to the block (11) and vice versa - depending on the signal of the control controller (16). The device contains a sensor (17) of the electronic unit (12) for controlling the operation of the engine (1), a sensor (18) for the degree of charging of the block (11) of the batteries, a sensor (19) for the operation mode of the electric machine (8), a sensor (20) for the operation mode of the converter ( 13), the ignition key position sensor (21) (22), the gear shift lever position sensor (2) (2), the accelerator pedal position sensor (24) (25), the brake pedal position sensor (26) (27), the sensor (28) vehicle speed measuring devices (29), each of which is interlocked with a control controller (16). The power of the electric machine (8) does not exceed 15% of the engine power (1). An electric machine (8), a clutch (2), a flywheel (10), a speed meter (33) are mounted coaxially with the crankshaft (9) of the engine (1) inside a single block (35), consisting of the front of the engine (1) and the clutch housing (6) - see figure 2. Additionally - see figure 1, the device is equipped with a sensor (30) of the coolant temperature in the engine cooling system (31) (1), a sensor (32) of the meter (33) of the output shaft speed (7) of the engine (1), a sensor (34 ) the operating mode of the clutch (6), which are also interlocked with the control controller (16), moreover, threshold parameters are set for the data arriving from the last sensor, for example, for engine speed, vehicle speed, coolant temperature, unit charge level (11 ) batteries accelerator pedals (25), brakes (27), clutch (6), gear lever (2), ignition key (22), operation mode of the electronic engine control unit (12) (1), and according to the transmitted data which are set the algorithms control the operation of the hybrid power plant in the following modes: “stop start”, “idle”, “torque control”, “recovery” and “displacement”.
Устройство для управления работой гибридной силовой установкой дополнительно оснащено жидкостной системой охлаждения по байпасной схеме по отношению к системе охлаждения двигателя, в которых циркулирует общая единая охлаждающая жидкость (на фиг.1, 2 не показано).The device for controlling the operation of the hybrid power plant is additionally equipped with a liquid cooling system according to the bypass circuit with respect to the engine cooling system, in which a common single cooling fluid circulates (not shown in Figs. 1, 2).
Устройство для управления работой гибридной силовой установкой блокируется при температуре наружного воздуха выше - 10°С.A device for controlling the operation of a hybrid power plant is blocked at an outdoor temperature above - 10 ° C.
Устройство для управления работой гибридной силовой установкой дополнительно оснащено датчиком фиксации положения водителя транспортного средства на сиденье и при отсутствии водителя блокирует работу устройства (на фиг.1, 2 не показано).The device for controlling the operation of the hybrid power plant is additionally equipped with a sensor for fixing the position of the driver of the vehicle on the seat and, in the absence of the driver, blocks the operation of the device (not shown in FIGS. 1, 2).
Устройство также дополнительно оснащено цифровым табло перед рабочим местом водителя, отображающим параметры работы систем устройства (на фиг.1, 2 не показано).The device is also additionally equipped with a digital display in front of the driver’s workplace, displaying the operating parameters of the device’s systems (not shown in FIGS. 1, 2).
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Управление работой гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством транспортного средства осуществляют при мощности электромашины (8) по величине, не превышающей 15% от мощности двигателя (1) внутреннего сгорания транспортного средства. В управляющий контроллер (16) вводят данные датчика (17) электронного блока (12) управления работой двигателя (1), датчика (18) степени зарядки блока (11) аккумуляторных батарей, датчика (19) режима работы электромашины (8), датчика (20) режима работы блока-преобразователя (13), датчика (21) положения ключа зажигания (22), датчика (23) положения рычага переключения коробки передач (2), датчика (24) положения педали акселератора (25), датчика (26) положения педали тормоза (27), датчика (28) устройства измерения скорости (29) транспортного средства, датчика (30) температуры охлаждающей жидкости в системе (31) охлаждения двигателя (1), датчика (32) измерителя (33) оборотов выходного вала (7) двигателя (1), датчика (34) режима работы сцепления (6). Для поступающих в управляющий контроллер (16) от датчиков данных устанавливают пороговые параметры оборотов двигателя (1), скорости транспортного средства (29), температуры охлаждающей жидкости (31), степени зарядки блока аккумуляторных батарей (11), положений педалей акселератора (25), тормоза (27), сцепления (6), рычага коробки передач (2), ключа зажигания (22), режима работы электронного блока управления (12) двигателем (1), и учетом поступающих данных управляют работой гибридной силовой установкой на следующих режимах: «стоп-старт», «холостой ход», «управление по крутящему моменту», «рекуперация» и «замещение», каждый из которых задают по отдельному алгоритму управления.The operation of the hybrid power plant with the vehicle’s starter-generator device is controlled at an electric machine power (8) of a value not exceeding 15% of the vehicle’s internal combustion engine power (1). In the control controller (16) enter the data of the sensor (17) of the electronic unit (12) for controlling the engine (1), the sensor (18) of the degree of charge of the battery unit (11), the sensor (19) of the operation mode of the electric machine (8), the sensor ( 20) the operating mode of the converter unit (13), the sensor (21) of the position of the ignition key (22), the sensor (23) of the position of the gear lever (2), the sensor (24) of the position of the accelerator pedal (25), the sensor (26) the position of the brake pedal (27), the sensor (28) of the vehicle speed measuring device (29), the temperature sensor (30) azhdayuschey fluid in system (31) cooling the motor (1), the sensor (32) the meter (33) output shaft (7) of the engine (1), the sensor (34) working mode clutch (6). For incoming data to the control controller (16) from the sensors, the threshold parameters of the engine speed (1), vehicle speed (29), coolant temperature (31), degree of charge of the battery pack (11), accelerator pedal positions (25) are set brakes (27), clutch (6), gear lever (2), ignition key (22), operating mode of the electronic control unit (12) by the engine (1), and taking into account the incoming data, control the operation of the hybrid power plant in the following modes: " stop start "," idling "," unitary enterprise The pressure torque "," recovery "and" substitution ", each of which is set by a separate control algorithm.
Управление гибридной силовой установкой в режиме «стоп-старт» осуществляют только при степени зарядки блока аккумуляторных батарей (11) выше нижнего порогового параметра в 70% от максимальной ее величины, при температурах наружного воздуха выше - 10°С, при закрытых дверях и багажника транспортного средства, при положении водителя на месте водителя, фиксируемого датчиком положения водителя и только при включенном положении ключа зажигания (22) и температуре охлаждающей жидкости в системе охлаждения (31) более 75°С путем выключения двигателя (1) при остановках транспортного средства и включения двигателя (1) с помощью электромашины (8). При этом выключение двигателя (1) производят путем прекращения подачи в него топлива с помощью электронного блока управления (12) по воздействию управляющего контроллера (16) при нажатом положении педали акселератора (25), нейтральном положении рычага коробки передач (2) и при полной остановке транспортного средства при условии торможения транспортного средства перед остановкой начиная со скорости 5 км/ч в течение времени более 2 сек, а включение двигателя (1) производят с помощью электромашины (8) путем подачи напряжения на электромашину (8) от блока аккумуляторных батарей (11) и включения работы электронного блока управления двигателем (12), производимыми управляющим контроллером (16) после нажатия водителем педали акселератора (25). После запуска двигателя (1) переводят его в режим работы «холостой ход» при нейтральном положении рычага переключения коробки передач (2) и в режим «замещение» при выключенном положении рычага (2).The hybrid power plant is controlled in the “stop-start” mode only when the degree of charging of the battery pack (11) is higher than the lower threshold parameter at 70% of its maximum value, at outdoor temperatures above -10 ° C, with closed doors and the trunk of the vehicle means, when the driver is in the driver's seat, fixed by the driver’s position sensor and only when the ignition key (22) is turned on and the coolant temperature in the cooling system (31) is more than 75 ° C by turning off the engine (1) when the vehicle stops and the engine is turned on (1) using an electric machine (8). In this case, the engine (1) is turned off by stopping the supply of fuel to it using the electronic control unit (12) by the action of the control controller (16) when the accelerator pedal (25) is pressed, the gear lever (2) is in the neutral position and when it stops completely vehicle, subject to vehicle braking before stopping starting at a speed of 5 km / h for more than 2 seconds, and the engine (1) is switched on using an electric machine (8) by applying voltage to the electric machine (8) from eye batteries (11) and enable operation of the electronic engine control unit (12), produced by master controller (16) after the accelerator pedal depression by the driver (25). After starting the engine (1), it is transferred to the “idle” operating mode with the gearshift lever (2) in neutral and “displacement” mode with the lever (2) off.
Управление работой гибридной силовой установкой в режиме «холостой ход» осуществляют путем работы двигателя (1) внутреннего сгорания без участия электромашины (8). После запуска двигателя электромашиной (8) производят подзарядку блока аккумуляторных батарей (11), при этом в процессе езды транспортного средства данный режим устанавливают при не нажатом положении педалей тормоза (27) и акселератора (25), нейтральном положении рычага коробки передач (2) или при нажатом положении педали сцепления (6). При неподвижном положении транспортного средства данный режим устанавливают путем перевода рычага переключения коробки передач (2) в нейтральное положение или нажатием педали сцепления (6). Также режим «холостой ход» устанавливают при резком торможении транспортного средства с полной его остановкой в течение времени до 2 сек. начиная со скорости движения в 5 км/ч.The operation of the hybrid power plant in the “idle” mode is controlled by the operation of the internal combustion engine (1) without the participation of an electric machine (8). After starting the engine with an electric machine (8), the battery pack (11) is recharged, while in the process of driving the vehicle, this mode is set when the brake pedals (27) and accelerator (25) are not pressed, the gear lever (2) is in neutral position, or with the clutch pedal depressed (6). When the vehicle is stationary, this mode is set by moving the gear lever (2) to the neutral position or by pressing the clutch pedal (6). Also, the “idle” mode is set during sudden braking of the vehicle with its full stop for up to 2 seconds. starting at a speed of 5 km / h.
Управление работой гибридной силовой установкой в режиме «управление по крутящему моменту» осуществляют путем увеличения крутящего момента на выходном валу (7) двигателя (1) с помощью электромашины (8) на генераторном режиме работы, при котором задаваемый водителем транспортного средства с помощью педали акселератора (25) крутящий момент более чем на 90% задается крутящим моментом, развиваемым на соответствующих оборотах коленчатого вала (9) двигателем (1). Генераторный режим работы электромашины (8) в этом случае формирует до 10% величины общего крутящего момента и его задают при движении транспортного средства при оборотах двигателя (1) более 1200 об/мин, степени зарядки блока аккумуляторных батарей (11) свыше 70%, а при отключенном сцеплении (6), нейтральном положении рычага коробки передач (2) и не нажатом положении педали акселератора (25) двигатель (1) переводят в режим «холостой ход». При степени зарядки блока аккумуляторных батарей (11) ниже 70% отключают работу электромашины (8) и развиваемый крутящий момент на валу (7) задают только за счет работы двигателя внутреннего сгорания (1).The operation of the hybrid power plant in the "torque control" mode is carried out by increasing the torque on the output shaft (7) of the engine (1) using an electric machine (8) in the generator operating mode, in which the driver sets the vehicle using the accelerator pedal ( 25) the torque is set by more than 90% of the torque developed at the corresponding revolutions of the crankshaft (9) by the engine (1). The generator operating mode of the electric machine (8) in this case generates up to 10% of the total torque and is set when the vehicle is moving at engine speeds (1) of more than 1200 rpm, the degree of charge of the battery pack (11) is more than 70%, and when the clutch is disengaged (6), the gearbox lever (2) is in the neutral position and the accelerator pedal (25) is not depressed, the engine (1) is put into idle mode. When the degree of charging of the battery pack (11) is less than 70%, the operation of the electric machine (8) is turned off and the developed torque on the shaft (7) is set only due to the operation of the internal combustion engine (1).
В режиме «рекуперация» осуществляют подзарядку блока аккумуляторных батарей (11) с помощью электрической машины (8) при скорости движения транспортного средства более 6 км/ч, включенном положении рычага коробки передач (2), отпущенном положении педали сцепления (6) и нажатом положении педали тормоза (27). Это производится путем включения управляющим контроллером (16) работы электромашины (8) в режиме генератора, передачи вырабатываемого тока из электромашины (8) через блок преобразователя (13) в блок аккумуляторных батарей (11). При скорости транспортного средства менее 6 км/ч, нейтральном положении рычага коробки передач (2), нажатой педали сцепления (6) и не нажатом положении педали тормоза (27) двигатель переводят в режим работы «холостой ход».In the “recovery” mode, the battery pack (11) is charged using an electric machine (8) at a vehicle speed of more than 6 km / h, the gear lever (2) is on, the clutch pedal (6) is released and the position is depressed brake pedals (27). This is done by turning on the operation of the electric machine (8) in the generator mode by the control controller (16), transferring the generated current from the electric machine (8) through the converter unit (13) to the battery unit (11). When the vehicle speed is less than 6 km / h, the gearbox lever (2) is in neutral position, the clutch pedal is pressed (6) and the brake pedal is not depressed (27), the engine is put into “idle” mode.
Управление работой гибридной силовой установкой в режиме «замещение» задают путем передачи приводного усилия на колеса (4) транспортного средства преимущественно от электромашины (8), работающей в «тяговом» режиме, а мощность двигателя (1) задают по величине, требуемой только для компенсации разницы в мощностях между мощностью, задаваемой водителем с помощью педали акселератора (25) на соответствующих оборотах работы двигателя (1) и вырабатываемой мощностью электромашины (8) при оборотах двигателя менее 1200 об/мин, скорости движения транспортного средства менее 7 км/ч. при степени зарядки блока аккумуляторных батарей (11) более 70%, включенном положении рычага коробки передач (2). При степени зарядки блока аккумуляторных батарей (11) ниже 70%, оборотах двигателя более 1200 об/мин и скорости движения транспортного средства более 7 км/ч управление работой гибридной силовой установки переводят в режим «управление», а при нейтральном положении рычага коробки передач (2) и отпущенной педали акселератора (25) - в режим «холостой ход».The hybrid power plant operation control in the “displacement” mode is set by transmitting the driving force to the vehicle wheels (4) mainly from the electric machine (8) operating in the “traction” mode, and the engine power (1) is set according to the value required only for compensation differences in power between the power set by the driver using the accelerator pedal (25) at the corresponding engine speeds (1) and the generated power of the electric machine (8) at engine speeds of less than 1200 rpm, conveyor speeds Nogo means less than 7 km / h. when the degree of charging of the battery pack (11) is more than 70%, the gear lever position (2) is on. When the degree of charging of the battery pack (11) is less than 70%, the engine speed is more than 1200 rpm and the vehicle speed is more than 7 km / h, the operation of the hybrid power plant is transferred to the “control” mode, and when the gear lever is in the neutral position ( 2) and the released accelerator pedal (25) - to the "idle" mode.
Оснащение устройства для управления работой гибридной силовой установкой жидкостной системой охлаждения по байпасной схеме по отношению к системе охлаждения двигателя, в которых циркулирует общая единая охлаждающая жидкость, позволяет организовать его эффективное охлаждение в процессе эксплуатации.Equipping a device for controlling the operation of a hybrid power plant with a liquid cooling system according to a bypass circuit with respect to the engine cooling system, in which a common unified coolant circulates, makes it possible to organize its effective cooling during operation.
Устройство блокируется при температуре наружного воздуха выше -10°С.The device is blocked at an outdoor temperature above -10 ° C.
Оно дополнительно оснащено датчиком фиксации положения водителя транспортного средства на сиденье и при отсутствии водителя блокирует работу устройства.It is additionally equipped with a sensor for fixing the position of the driver of the vehicle on the seat and, in the absence of the driver, blocks the operation of the device.
Устройство для управления работой гибридной силовой установкой также дополнительно оснащено цифровым табло перед рабочим местом водителя, отображающим параметры работы систем устройства.The device for controlling the operation of the hybrid power plant is also additionally equipped with a digital display in front of the driver’s workplace, which displays the operating parameters of the device’s systems.
Применение предложенного устройства для управления гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством позволяет повысить эффективность за счет:The use of the proposed device for controlling a hybrid power plant with a starter-generator device allows to increase efficiency due to:
- компактности конструкции единого блока устройства, в котором размещены электромашина (8), сцепление (2), маховик (10) и измеритель оборотов(33);- compact design of a single unit of the device in which the electric machine (8), clutch (2), flywheel (10) and speed meter (33) are placed;
- увеличения количества параметров при управлении работой гибридной силовой установкой;- increase the number of parameters when controlling the operation of a hybrid power plant;
- упрощения самой схемы управления в результате применения в ней одной электромашины (8), размещенной соосно на валу (7) передачи приводного усилия от двигателя внутреннего сгорания (1) и электромашины (8) на колеса (4) транспортного средства;- simplification of the control circuit itself as a result of the use of one electric machine (8) placed coaxially on the shaft (7) of transmitting the drive force from the internal combustion engine (1) and electric machine (8) to the wheels (4) of the vehicle;
- разделения управления работой системы управления на 5 отдельных режимов, а именно: «стоп-старт», «холостой ход», «управление по крутящему моменту», «рекуперация» и «замещение», каждый из которых управляет по отдельному задаваемому алгоритму.- dividing the control of the control system into 5 separate modes, namely: “stop-start”, “idle”, “torque control”, “recovery” and “substitution”, each of which controls according to a separate preset algorithm.
В результате практического применения данного устройства для управления гибридной силовой установкой со стартер-генераторным устройством на транспортном средстве, при котором реализуются режимы работы «стоп-старт», разгон с докруткой коленчатого вала от электромашины в режиме «выбега» и равномерного движения, режим торможения транспортного средства электромашиной (8) с дозарядкой блока аккумуляторных батарей (11), особенно в городских условиях эксплуатации, достигаются следующие результаты:As a result of the practical application of this device for controlling a hybrid power plant with a starter-generator device on a vehicle, in which the “stop-start” operating modes are implemented, acceleration with a crankshaft from the electric machine in the “coast” mode and uniform movement, vehicle braking mode means by an electric machine (8) with recharging of the battery pack (11), especially in urban operating conditions, the following results are achieved:
- снижение расхода топлива на транспортном средстве с полной массой до 3,5 тонн в городских условиях эксплуатации составляет более 20%;- reduction in fuel consumption on a vehicle with a gross weight of up to 3.5 tons in urban operating conditions is more than 20%;
- снижаются выбросы вредных веществ с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания;- emissions of harmful substances from the exhaust gases of internal combustion engines are reduced;
- относительное уменьшение тормозного пути транспортного средства в сравнении с аналогом без гибридной силовой установки составляет не менее 10%.- the relative decrease in the braking distance of the vehicle in comparison with the analogue without a hybrid power plant is at least 10%.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009143750/22U RU96541U1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | DEVICE FOR OPERATING HYBRID POWER PLANT WITH STARTER-GENERATOR DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009143750/22U RU96541U1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | DEVICE FOR OPERATING HYBRID POWER PLANT WITH STARTER-GENERATOR DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96541U1 true RU96541U1 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42699344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009143750/22U RU96541U1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | DEVICE FOR OPERATING HYBRID POWER PLANT WITH STARTER-GENERATOR DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU96541U1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587470C2 (en) * | 2011-03-31 | 2016-06-20 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Engine control method, control system and vehicle |
RU2719087C2 (en) * | 2015-08-20 | 2020-04-17 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Method of controlling power plant of motor vehicle during acceleration event and motor vehicle |
RU2726148C2 (en) * | 2015-11-12 | 2020-07-09 | Бомбардье Рекриэйшенел Продактс Инк. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US10975824B2 (en) | 2015-11-12 | 2021-04-13 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US11448146B2 (en) | 2015-11-12 | 2022-09-20 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
-
2009
- 2009-11-26 RU RU2009143750/22U patent/RU96541U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587470C2 (en) * | 2011-03-31 | 2016-06-20 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Engine control method, control system and vehicle |
RU2719087C2 (en) * | 2015-08-20 | 2020-04-17 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Method of controlling power plant of motor vehicle during acceleration event and motor vehicle |
RU2726148C2 (en) * | 2015-11-12 | 2020-07-09 | Бомбардье Рекриэйшенел Продактс Инк. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US10859052B2 (en) | 2015-11-12 | 2020-12-08 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method for operating an electric turning machine operatively connected to an internal combustion engine |
US10883467B2 (en) | 2015-11-12 | 2021-01-05 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US10975824B2 (en) | 2015-11-12 | 2021-04-13 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US11293363B2 (en) | 2015-11-12 | 2022-04-05 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US11300066B2 (en) | 2015-11-12 | 2022-04-12 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US11415096B2 (en) | 2015-11-12 | 2022-08-16 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method for operating an electric turning machine operatively connected to an internal combustion engine |
US11448146B2 (en) | 2015-11-12 | 2022-09-20 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
US11852087B2 (en) | 2015-11-12 | 2023-12-26 | Bombardier Recreational Products Inc. | Method and system for starting an internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10124796B2 (en) | Hybrid vehicle system | |
RU2480360C2 (en) | Automotive gearshift drive system and method of gear shifting | |
US3882950A (en) | Vehicle power system for limited vehicle movement without use of fuel | |
US9527375B2 (en) | Powertrain with transmission-based motor/generator for engine starting and regenerative braking modes | |
US9440641B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
KR100369135B1 (en) | Power transmit apparatus for hybrid electric vehicle | |
US7000718B2 (en) | Power output apparatus and hybrid vehicle with power output apparatus mounted thereon | |
CN103874612B (en) | Vehicle control system and control device | |
US20110120789A1 (en) | Hybrid motor vehicle and method of controlling hybrid motor vehicle | |
US20110245033A1 (en) | Vehicular hybrid drive system | |
RU2624248C2 (en) | Way of control the battery additional charge in the hybrid vehicle | |
US20070102209A1 (en) | Hybrid drive for a tracked vehicle | |
US10647190B2 (en) | Control system for hybrid vehicles | |
KR101500245B1 (en) | Control method for mode change and shift of hybrid electric vehicle | |
JP2000125414A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
US20110017532A1 (en) | A hybrid powertrain | |
US20150141198A1 (en) | Hybrid vehicle | |
CN107415684A (en) | Hybrid electric drive system | |
RU96541U1 (en) | DEVICE FOR OPERATING HYBRID POWER PLANT WITH STARTER-GENERATOR DEVICE | |
CN101314325A (en) | Driving system of hybrid vehicle | |
WO2012137151A1 (en) | Multi-modal hybrid vehicle and connection device in a hybrid powertrain system | |
CN102308068A (en) | Power-generation control device and power-generation control system | |
US10144411B2 (en) | Vehicle system | |
US11453384B2 (en) | Vehicle control system | |
JP3572443B2 (en) | Power unit start control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20101127 |
|
RH1K | Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20150818 |